1999年9月，電子和電氣工程師協(xié)會（IEEE）批準了IEEE 802.11b規(guī)范，這個規(guī)范也稱為Wi-Fi。IEEE 802.11b定義了用于在共享的無線局域網(wǎng)（WLAN）進行通信的物理層和媒體訪問控制（MAC）子層。

　　在物理層，IEEE 802.11b采用2.45 GHz的無線頻率，的位速率達11 Mbps，使用直接序列擴頻（DSSS）傳輸技術(shù)。在數(shù)據(jù)鏈路層的MAC子層，802.11b使用“載波偵聽多點接入/沖突避免(CSMA/CA)”媒體訪問控制（MAC）協(xié)議。

　　需要傳輸幀的無線工作站首先偵聽無線媒體，以確定當前是否有另一個工作站正在傳輸（屬于CSMA/CA的載波偵聽的范疇）。如果媒體正在使用中，該無線工作站將計算一個隨機的補償延時。只有在隨機補償延時過期后，該無線工作站才會再次偵聽是否有其他正在執(zhí)行傳輸?shù)墓ぷ髡?。通過引入補償延時，等待傳輸?shù)亩鄠€工作站終不會嘗試在同一時刻進行傳輸（屬于CSMA/CA的沖突避免范疇）。

　　沖突可能會發(fā)生，并且和以太網(wǎng)不同，傳輸節(jié)點可能沒有檢測到它們。因此，802.11b使用帶確認（Acknowledgment，ACK）信號的“請求發(fā)送（Request to Send，RTS）/清除發(fā)送（Clear to Send，CTS）”協(xié)議，確保成功地傳輸和接收幀。

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　　無線網(wǎng)絡(luò)組件

　　IEEE 802.11b無線網(wǎng)絡(luò)包含以下組件：

　　工作站

　　工作站（station，STA）是一個配備了無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。具有無線網(wǎng)絡(luò)適配器的個人計算機稱為無線客戶端。無線客戶端能夠直接相互通信或通過無線訪問點（access point，AP）進行通信。無線客戶端是可移動的。

　　無線AP（無線訪問點）

　　無線AP是在STA和有線網(wǎng)絡(luò)之間充當橋梁的無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。無線AP包含：

　　至少一個將無線AP連接到現(xiàn)有有線網(wǎng)絡(luò)（比如：以太骨干網(wǎng)）的接口。

　　用于建立與STA的無線連接的無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

　　IEEE 802.1D橋接軟件，用作無線和有線網(wǎng)絡(luò)之間的透明橋梁。

　　無線AP類似于移動電話網(wǎng)絡(luò)的基站。無線客戶端通過無線AP同時與有線網(wǎng)絡(luò)和其他無線客戶端通信。無線AP不是可移動的，用于充當擴展有線網(wǎng)絡(luò)的外圍橋梁。

　　端口

　　端口是設(shè)備的一個通道，可支持單個點對點的連接。對于IEEE 802.11b，端口是一個用于建立單個無線連接的聯(lián)結(jié)點，屬于一個邏輯實體。具有單個無線網(wǎng)絡(luò)適配器的典型無線客戶端具有一個端口，只能支持一個無線連接。典型的無線AP具有多個端口，能夠同時支持多個無線連接。無線客戶端上的端口和無線AP上的端口之間的邏輯連接是一個點對點橋接的局域網(wǎng)網(wǎng)段，類似于基于以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)客戶端連接到一個以太網(wǎng)交換機。

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　　IEEE 802.11b運作模式

　　IEEE 802.11定義了兩種運作模式：特殊（Ad hoc）模式和基礎(chǔ)（Infrastructure）模式。

　　在Ad hoc模式（也稱為點對點模式）下，無線客戶端直接相互通信（不使用無線AP）。使用Ad hoc模式通信的兩個或多個無線客戶端就形成了一個獨立基礎(chǔ)服務(wù)集（Independent Basic Service Set，IBSS）。Ad hoc模式用于在沒有提供無線AP時連接無線客戶端。

　　在Infrastructure模式下，至少存在一個無線AP和一個無線客戶端。無線客戶端使用無線AP訪問有線網(wǎng)絡(luò)的資源。有線網(wǎng)絡(luò)可以是一個機構(gòu)的intranet或Internet，具體情況取決于無線AP的布置。

　　支持一個或多個無線客戶端的單個無線AP稱為一個基礎(chǔ)服務(wù)集（Basic Service Set，BSS）。一組連接到相同有線網(wǎng)絡(luò)的兩個或多個AP稱為一個擴展服務(wù)集（Extended Service Set，ESS）。一個ESS是單個邏輯網(wǎng)段（也稱為一個子網(wǎng)），并通過它的服務(wù)集標識符（Service Set Identifier，SSID）來識別。如果某個ESS中的無線AP的可用物理區(qū)域相互重疊，那么無線客戶端就可以漫游，或從一個位置（具有一個無線AP）移動到另一個位置（具有一個不同的AP），同時保持網(wǎng)絡(luò)層的連接。

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　　IEEE 802.11b運作基礎(chǔ)

　　當一個無線適配器打開時，便開始掃描無線頻率，查找無線AP和其他特殊模式下的無線客戶端。假設(shè)將無線客戶端配置為運作于特殊模式，無線適配器將選擇一個要與之連接的無線AP。這種選擇是通過使用SSID和信號強度以及幀出錯率信息自動完成的。接著，無線適配器將切換到所選擇的無線AP的指定通道，開始協(xié)商端口的使用。這稱為建立關(guān)聯(lián)。

　　如果無線AP的信號強度太低，出錯率太高，或者如果在操作系統(tǒng)的指示下（在使用Windows XP的情況下），無線適配器將掃描其他無線AP，以確定是否有某個無線AP能夠提供更強的信號或更低的出錯率。如果找到這樣一個無線AP，無線適配器將切換到該無線AP的通道，然后開始協(xié)商端口的使用。這稱為重新關(guān)聯(lián)。

　　與一個不同的無線AP重新建立關(guān)聯(lián)的原因有許多。信號可能隨著無線適配器遠離無線AP而減弱，或者無線AP可能因為流量太高或干擾太大而變得擁堵。通過切換到另一個無線AP，無線適配器能夠?qū)⒇撦d分散到其他無線AP上，從而提高其他無線客戶端的性能。通過設(shè)置無線AP，您可以實現(xiàn)信號在大面積區(qū)域內(nèi)的連貫覆蓋，從而使得信號區(qū)域只產(chǎn)生輕微重疊。隨著無線客戶端漫游到不同的信號區(qū)域，就能與不同的無線AP關(guān)聯(lián)或重新關(guān)聯(lián)，同時維持對有線網(wǎng)絡(luò)的連續(xù)性邏輯連接。

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　　IEEE 802.11安全

　　IEEE 802.11標準為無線安全定義了以下機制：

　　通過開放系統(tǒng)和共享密鑰身份驗證類型實現(xiàn)的身份驗證

　　通過有線等效隱私（Wired Equivalent Privacy，WEP）實現(xiàn)的數(shù)據(jù)保密性

　　開放系統(tǒng)身份驗證不提供身份驗證，而只是使用無線適配器的MAC地址進行身份鑒別。開放系統(tǒng)身份驗證在不需要身份驗證時使用。某些無線AP允許使用那些允許的無線客戶端的MAC地址配置。 然而，這樣并不安全，因為無線客戶端的MAC地址可能會被利用。

　　共享密鑰身份驗證檢驗?zāi)硞€正在進行身份驗證的無線客戶端是否知道某個共享秘密。這類似于Internet協(xié)議安全（IPsec）中的預(yù)先共享的密鑰身份驗證。802.11標準當前假設(shè)為通過獨立于IEEE 802.11的安全通道來參與連接的STA提供了共享密鑰。實際上，這個秘密通過手動同時為無線AP和客戶端配置。由于共享密鑰身份驗證秘密必須手動分發(fā)，這種身份驗證方法無法擴展到基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)（例如：公司園區(qū)和公共場所，又如商場和機場等）。此外，共享密鑰身份驗證是不安全的，因此不推薦使用。

　　出于無線網(wǎng)絡(luò)的固有性質(zhì)，保護無線網(wǎng)絡(luò)的物理訪問是很困難的。 因為物理端口不是必需的，在某個無線AP范圍內(nèi)的任何人都能夠發(fā)送和接收幀，以及偵聽正在發(fā)送的其他幀。如果沒有WEP，進行竊聽和遠程數(shù)據(jù)包探測將很容易。WEP是在IEEE 802.11標準中定義的，旨在提供等效于有線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)保密級別。

　　WEP通過加密無線節(jié)點之間發(fā)送的數(shù)據(jù)，提供數(shù)據(jù)保密服務(wù)。WEP加密使用具有40位或104位的加密密鑰的RC4對稱流密碼（stream cipher）。WEP通過在無線幀的加密部分中包括完整性檢查值（integrity check value，ICV），從而提供避免隨機錯誤的數(shù)據(jù)完整性。

　　然而，WEP仍然存在一個重要問題。WEP密鑰的確認和分發(fā)未定義，必須通過獨立于802.11的安全通道進行分發(fā)。實際上，這只是一個必須手動地同時為無線AP和客戶端配置（使用鍵盤）的文本字符串。顯而易見，這種密鑰分發(fā)機制無法很好地擴展至企業(yè)組織。

　　此外，不存在某種已定義的機制可改變WEP密鑰，不管是在每次進行身份驗證時更變，還是在經(jīng)過身份驗證的某個連接期間按預(yù)定的時間間隔更變。所有無線AP和客戶端都將手動配置的相同WEP密鑰應(yīng)用于多次連接和身份驗證。對于多個無線客戶端發(fā)送大量數(shù)據(jù)的情況，惡意用戶有可能遠程捕獲大量WEP密碼文本，并使用密碼分析學方法來確定WEP密鑰。

　　不管是手動確定WEP密鑰還是經(jīng)常進行更變，缺乏WEP密鑰管理是802.11安全性的一個嚴重局限，特別是在大量無線客戶端處于基礎(chǔ)模式的情況下。缺少自動化身份驗證和密鑰確定服務(wù)還影響了特殊模式下的運作，在特殊模式下，用戶可能希望進行點對點協(xié)作通信（例如在會議室范圍內(nèi)）。

　　由于沒有足夠的身份驗證方法，再加上缺乏無線數(shù)據(jù)加密的密鑰管理，導致IEEE采用IEEE 802.1X基于端口的網(wǎng)絡(luò)訪問控制標準進行無線連接。有關(guān)IEEE 802.1X的細節(jié)將在以后的TechNet Cable Guy文章中講述。

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　　Windows XP對IEEE 802.11b的支持

　　Windows XP提供了對IEEE 802.11b的內(nèi)置支持。已安裝的無線適配器會掃描可用的無線網(wǎng)絡(luò)，并將該信息傳遞給Windows XP。接著，Windows XP無線零配置（Wireless Zero Configuration）服務(wù)將配置無線連接，無需用戶進行配置或干預(yù)。如果沒有找到無線AP，Windows XP將把無線適配器配置為使用特殊模式。Windows XP無線零配置服務(wù)與對IEEE 802.1X身份驗證的支持集成在一起。

　　雖然Windows XP無線零配置服務(wù)為大多數(shù)無線方案提供了自動配置，不過您可以在“無線網(wǎng)絡(luò)”選項卡上手動配置IEEE 802.11b設(shè)置，這個選項卡可在對應(yīng)于“網(wǎng)絡(luò)連接”文件夾中已安裝的無線適配器的連接屬性中找到。只有無線適配器才會出現(xiàn)“無線網(wǎng)絡(luò)”選項卡。

　　在“無線網(wǎng)絡(luò)”選項卡上，您可以查看和配置以下內(nèi)容：

　　您是否希望Windows XP通過無線零配置服務(wù)自動配置無線設(shè)置。如果您有第三方無線配置軟件，則可禁用該服務(wù)。

　　在您的計算機的關(guān)聯(lián)范圍內(nèi)的無線網(wǎng)絡(luò)列表。

　　無線客戶計算機嘗試關(guān)聯(lián)和進行身份驗證的無線網(wǎng)絡(luò)的有序列表。

　　無線客戶計算機是運作在特殊模式或基礎(chǔ)模式下，還是同時運作在這兩種模式下。默認情況下，Windows XP無線客戶端同時運作于這兩種模式，不過基礎(chǔ)模式和到無線AP連接是。

　　對于搜索到或手動添加的每個無線網(wǎng)絡(luò)，您可以配置它們的無線網(wǎng)絡(luò)名稱、是否啟用WEP、身份驗證的類型、該無線網(wǎng)絡(luò)是運作在特殊模式還是操作在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模式下，以及WEP密鑰是自動確定還是手動配置。